专利名称：液滴喷出头、液滴喷出装置、及功能膜形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液滴喷出头、液滴喷出装置、及功能膜形成装置。
背景技术：
使用了喷墨头的液滴喷出装置，例如除了使用了喷墨打印机之类的图像形成装置的文字或图像的印刷以外，还逐渐作为工业用的功能膜形成装置而使用。尤其，功能膜形成装置例如用于如下的用途为了在基板上形成半导体膜、导电膜、绝缘膜之类的功能膜，而喷出含有有机材料或无机材料的液体材料。
与用于提高墨水的着落精度的喷墨头相关的技术例如公开于专利文献1中。
专利文献1特开2002-127430号公报但是，若从液滴喷出装置喷出的液体材料的粘性高，则喷出的液滴的直进性恶化，着落精度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高着落精度的液滴喷出头、液滴喷出装置、及功能膜形成装置。
本发明的液滴喷出头的特征在于，包括具有喷出液体材料的喷出口的第一贯通孔；具有注入所述液体材料的注入口的第二贯通孔，在所述第二贯通孔的表面具有突起部。
另外，本发明的液滴喷出头的特征还可在于，具有基体，其形成有保持液体材料的腔和从该腔喷出所述液体材料的喷嘴部；控制机构，其设置于所述腔且控制所述液体材料的喷出，所述喷嘴部包括具有喷出所述液体材料的喷出口的第一贯通孔；具有注入所述液体材料的注入口的第二贯通孔，具有在所述第二贯通孔的表面形成的多个突起部。
由此，因突起部的整流效果，流经喷嘴部的液体材料的直进性提高，即使在喷出有机溶剂或高分子材料等粘性比较高的液体材料时，也能够提高从喷出口喷出的液滴的着落精度。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述突起部的所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大。由此，能够提高整流效果。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述第二贯通孔的形状为锥状。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述第二贯通孔的形状为柱状。
另外，本发明的液滴喷出头的特征还可在于，具有贯通孔，该贯通孔包括喷出液体材料的喷出口和注入所述液体材料的注入口，在所述贯通孔的表面具有所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大的突起部。
另外，本发明的液滴喷出头具有基体，其形成有保持液体材料的腔和从该腔喷出所述液体材料的喷嘴部；控制机构，其设置于所述腔且控制所述液体材料的喷出，所述喷嘴部具有喷出所述液体材料的喷出口和注入所述液体材料的注入口，在所述喷嘴部的表面具有所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大的多个突起部。
由此，因突起部的整流效果，流经喷嘴部的液体材料的直进性提高，即使在喷出有机溶剂或高分子材料等粘性比较高的液体材料时，也能够提高从喷出口喷出的液滴的着落精度。另外，由于将突起部设在喷出口上，所以液滴在被喷出时由喷出口整形，液滴的直进性提高。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述突起部的与所述液体材料的流路垂直的截面的形状关于通过所述流路的中心的线对称。
另外，在上述液滴喷出头中，所述突起部的与所述流路垂直的截面的形状可包含锐角角度。
另外，在上述液滴喷出头中，通过使所述突起部从所述注入口侧的端部直到所述喷出口侧的端部形成在一直线上，能够提高整流效果。
或者，所述突起部的所述注入口侧的端部和所述喷出口侧的端部的位置关系可形成为错开90度。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述控制机构是改变所述腔的容积的压电元件。
另外，在上述液滴喷出头中，优选所述控制机构是加热所述腔的加热器。
本发明的液滴喷出装置具备上述液滴喷出头。
本发明的功能膜形成装置具备上述液滴喷出头。
图1是表示本发明的液滴喷出头的结构的剖视图；图2是表示本发明的液滴喷出装置的结构的图；图3(A)是本发明的实施方式1的液滴喷出头的喷嘴部的、沿液滴流路的面的剖视图，图3(B)是从图3(A)所示的a方向观察的俯视图；图4(A)是本发明的实施方式1的变形例的液滴喷出头的喷嘴部的、沿液滴流路的面的剖视图，图4(B)是从图4(A)所示的a方向观察的俯视图；图5(A)是本发明的实施方式2的液滴喷出头的喷嘴部的、沿液滴流路的面的剖视图，图5(B)是从图5(A)所示的a方向观察的俯视图；图6(A)是本发明的实施方式2的变形例的液滴喷出头的喷嘴部的、沿液滴流路的面的剖视图，图6(B)是从图6(A)所示的a方向观察的俯视图；图7(A)是表示本发明的液滴喷出头的结构的其它例的剖视图，图7(B)是表示控制机构的详细情况的剖视图；图8(A)是表示本发明的液滴喷出头的内侧喷嘴孔102的形状的其它例的剖视图，图8(B)是从图8(A)所示的a方向观察的俯视图；图9(A)是本发明的实施方式4的液滴喷出头的喷嘴部的、沿液滴流路的面的剖视图，图9(B)是从图9(A)所示的a方向观察的俯视图。
图中10-液滴喷出头；11-喷嘴板；12-流路基板；13-振动板；14-压电件；17-腔；18-容器；19-电极；20-加热器；21-气泡；22-液滴；100-喷嘴部；101-外侧喷嘴孔；102-内侧喷嘴孔；103-液滴喷出口；104-液体注入口；105-突起部；106-虚线。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1图1是表示本发明的实施方式1的液滴喷出头10的结构的剖视图。
如图1所示，液滴喷出头10具备喷嘴板11、流路基板12、振动板13、压电件(压电元件)14、电极19。例如，在喷嘴板11形成有喷嘴部100，在流路基板12形成有腔17和容器18。该喷嘴板11和流路基板12可独立地形成，也可一体形成。
在此，喷嘴部100是指喷嘴板11等具有喷出液体材料的结构的基体的一部分，主要意味着喷出液体材料时最后通过的部分。其形状并非限定为一定为贯通孔，但在图1中形成贯通孔。
另外，腔17是指流路基板12等具有保持液体材料的结构的基体的一部分，主要意味着喷出液体材料时因压电元件的电应变效应而容积变化的部分。
液滴喷出头10例如设置在图2所示的液滴喷出装置的头单元部(图中A)。液滴喷出装置除了图像形成用墨水的喷出以外，还用于例如向硅基板上的有机溶剂的喷出、高分子材料的喷出的用途等工业用的各种用途中使用的功能膜形成用墨水的喷出。有机溶剂或高分子材料等的功能膜形成用墨水通常是比图像形成用墨水粘性高的液体材料。
若从外部的供给机构经由材料供给口(未图示)向液滴喷出头10供入液体材料，则形成容器18、腔17、喷嘴部100的空间被液体材料充满。之后，通过从电极19向压电件14传送电信号，在压电件14和振动板13产生挠曲，腔17内的压力瞬间升高，由此从喷嘴部100的喷嘴孔喷出液滴。
图3是表示液滴喷出头10的喷嘴部100的形状的剖视图。图3(A)是沿液体材料的流路的面的剖视图，图3(B)是从图3(A)所示的a方向观察的俯视图。
如图3所示，喷嘴部100具备外侧喷嘴孔(第一贯通孔)101及内侧喷嘴孔(第二贯通孔)102。外侧喷嘴孔101具有向外部喷出液滴的液滴喷出口103。内侧喷嘴孔102具有与腔17连接的液体注入口104。
在内侧喷嘴孔102的内侧壁面形成有突起部105。突起部105具有对流经内侧喷嘴孔102内的液体材料的流动进行整流的效果。
突起部105形成为，图3(B)所示的截面的面积随着接近液滴喷出口103而增大。另外，截面的前端部b的形状如图所示是具有锐角(优选在60度以下)角度的三角形。
突起部105配置在将内侧喷嘴孔102的内周4等分的位置。突起部105的数目并不限定为4个，但内侧喷嘴孔102的与液体材料的流路垂直的截面的形状优选关于通过液体材料的流路的中心的线对称。
此外，图3(B)的虚线106表示外侧喷嘴孔101的截面。图3(B)中，突起部105不与外侧喷嘴孔101重叠，而位于内侧喷嘴孔102。
实施方式1的喷嘴部100例如可通过使用了镍、钴、锰等金属或它们的金属合金的电铸法形成。或者，也可使用硅基板通过光刻法将喷嘴板11和流路形成基板一体形成。突起部105的厚度优选是10μm～20μm，薄形状的突起部容易以电铸法形成，而具有厚度时容易以光刻法形成。
另外，图4是表示本发明的实施方式1的变形例的液滴喷出头10的喷嘴部100的形状的剖视图。图4(A)是沿液体材料流路的面的剖视图，图4(B)是从图4(A)所示的a方向观察的俯视图。
在图3所示的喷嘴部100和图4所示的喷嘴部100中，突起部105的形状不同。
在图4的例子中，突起部105的与流路垂直的截面的面积形成为恒定。另外，截面的前端部b的形状如图所示是四边形。突起部105配置在将内侧喷嘴孔102的内周4等分的位置，突起部105的数目并不限定为4个。另外，与内侧喷嘴孔102的液体材料的流路垂直的截面的形状优选关于通过液体材料的流路的中心的线对称。此外，图4(B)中的虚线106表示外侧喷嘴孔101的截面。在图4(B)中，突起部105不与外侧喷嘴孔101重叠，而位于内侧喷嘴孔102。图4所示的突起部105的形状与图3的结构相比，更容易通过光刻法形成。
根据实施方式1，通过在内侧喷嘴孔102的内壁设置的突起部105的整流效果，流经喷嘴部100内的液体材料的直进性提高，即使在喷出有机溶剂或高分子材料等粘性比较高的液体材料时，也能够提高从液滴喷出口103喷出的液滴的着落精度。另外，在喷出小液滴时也有效。
此外，本实施方式1的液滴喷出头10作为从喷嘴孔喷出液体材料的控制机构使用了压电件14，但只要是喷出液体材料的控制机构则并不限定于此。例如，如图7所示，也可为使用了加热器20的控制机构。此时，如图7(B)所示，由加热器20对腔17进行加热，在腔17内的液体材料中产生气泡21，由此从液滴喷出口103喷出液滴22。
实施方式2图5是表示本发明的实施方式2的液滴喷出头10的喷出部100的形状的剖视图。图5(A)是沿液体材料流路的面的剖视图，图5(B)是从图5(A)所示的a方向观察的俯视图。
在实施方式2中，在喷嘴部100的外侧喷嘴孔101的内壁设有突起部105。突起部105形成为，图5(B)所示的截面的面积随着接近液滴喷出口103而增大。另外，截面的前端部b的形状如图所示是具有锐角(优选在60度以下)角度的三角形。
另外，突起部105配置在将外侧喷嘴孔101的内周4等分的位置。突起部105的数目并不限定为4个，但液滴喷出头10的与液体材料的流路垂直的截面的形状优选关于通过液体材料的流路的中心的线对称。
喷嘴部100与实施方式1同样，例如可通过使用了镍、钴、锰等金属或它们的金属合金的电铸法形成。或者，也可在形成有喷嘴板11的硅基板上通过光刻法一体形成。突起部105的厚度优选10μm～20μm，薄形状的突起部容易以电铸法形成，而具有厚度时容易以光刻法形成。
另外，图6是表示本发明的实施方式2的变形例的液滴喷出头10的喷出部100的形状的剖视图。图6(A)是沿液体材料流路的面的剖视图，图6(B)是从图6(A)所示的a方向观察的俯视图。
在图5所示的喷嘴部100和图6所示的喷嘴部100中，突起部105的形状不同。
在图6的例子中，突起部105的与流路垂直的截面的面积形成为恒定。另外，截面的前端部b的形状如图所示是四边形。此外，突起部105配置在将外侧喷嘴孔101的内周4等分的位置，突起部105的数目并不限定为4个。另外，外侧喷嘴孔101的与液体材料的流路垂直的截面的形状优选关于通过液体材料的流路的中心的线对称。图6所示的突起部105的形状与图5的结构相比，容易以光刻法形成。
根据实施方式2，通过在外侧喷嘴孔101的内壁设置有突起部105，在喷嘴部100内的液体材料的流动得到整流，直进性提高，即使在喷出有机溶剂或高分子材料等比较粘或者弹性高的液体材料时，也能够提高从液滴喷出口103喷出的液滴的着落精度。另外，在喷出小液滴时也有效。另外，由于将突起部105设在液滴喷出口103上，所以液滴在被喷出时由液滴喷出口103整形，液滴的直进性提高。
实施方式3在实施方式1中突起部105只形成在内侧喷嘴孔102上，在实施方式2中突起部105只形成在外侧喷嘴孔101上，但突起部105也可以从外侧喷嘴孔101横贯至内侧喷嘴孔102而设在喷嘴部100的内壁整体上。
在实施方式3中也同样，突起部105的与液体材料的流动方向垂直的截面的面积，如图3或图5的例子所示，形成为随着接近液滴喷出口103而增大。或者，如图4或图6的例子所示，突起部105的与流路垂直的截面的面积形成为恒定。另外，截面的前端部的形状可形成为图3、图5的例子那样的具有锐角(优选在60度以下)角度的三角形、或图4、图6的例子那样的四边形。或者具有曲线部的突起部也有效。
另外，突起部105的数目为几个均可，但优选设定为喷嘴部100的与液体材料的流路垂直的截面的形状关于通过液体材料的流路的中心的线对称。
另外，突起部105从液滴喷出口103侧直到液体注入口104侧形成在一直线上时能够获得高的整流效果。即，优选在外侧喷嘴孔101上设置的突起部105和在内侧喷嘴孔102上设置的突起部105配置在一直线上。
或者，突起部105可形成为液滴喷出口103侧的端部和液体注入口104侧的端部的位置关系错开90度。即，在外侧喷嘴孔101上设置的突起部105和在内侧喷嘴孔102上设置的突起部105的位置关系也形成为旋转90度的位置关系。
在上述的各实施方式中，外侧喷嘴孔101和内侧喷嘴孔102的形状均为柱状，但它们的形状并不限定于柱状。例如，如图8所示，内侧喷嘴孔102可形成为锥状。此时，内侧喷嘴孔102是其径随着从腔17朝向液滴喷出口103而减小的形状，所以突起部105的与流路垂直的截面的面积也可以不形成为随着接近液滴喷出口103而增大。
实施方式4本发明的实施方式4是实施方式1的变形例。图9表示实施方式4的液滴喷出头10的喷嘴部100的截面形状。图9(A)是沿液体材料流路的面的剖视图，图9(B)是从图9(A)所示的a方向观察的俯视图。
图9所示的喷嘴部100与实施方式1的图3所示的喷嘴部100相比，突起部105的形状不同。即，图9的突起部105在与外侧喷嘴101的截面即虚线106重叠的位置突出而形成。即，突起部105的与流路垂直的截面的内径形成为比喷嘴101的内径小。由此，可进一步减小在外侧喷嘴101和内侧喷嘴102的边界产生的容积变化，从而能够进一步提高液滴喷出的稳定性。
权利要求
1.一种液滴喷出头，其包括具有喷出液体材料的喷出口的第一贯通孔；具有注入所述液体材料的注入口的第二贯通孔，在所述第二贯通孔的表面具有突起部。
2.一种液滴喷出头，其具有基体，其形成有保持液体材料的腔和从该腔喷出所述液体材料的喷嘴部；控制机构，其设置于所述腔且控制所述液体材料的喷出，所述喷嘴部包括具有喷出所述液体材料的喷出口的第一贯通孔；具有注入所述液体材料的注入口的第二贯通孔，在所述第二贯通孔的表面具有多个突起部。
3.根据权利要求1或2所述的液滴喷出头，其特征在于，所述突起部的所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述第二贯通孔的形状为锥状。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述第二贯通孔的形状为柱状。
6.一种液滴喷出头，其具有贯通孔，该贯通孔包括喷出液体材料的喷出口和注入所述液体材料的注入口，在所述贯通孔的表面具有所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大的突起部。
7.一种液滴喷出头，其具有基体，其形成有保持液体材料的腔和从该腔喷出所述液体材料的喷嘴部；控制机构，其设置于所述腔且控制所述液体材料的喷出，所述喷嘴部具有贯通孔，该贯通孔包括喷出所述液体材料的喷出口和注入所述液体材料的注入口，在所述贯通孔的表面具有所述喷出口侧的截面积比所述注入口侧的截面积大的多个突起部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述突起部的与所述液体材料的流路垂直的截面的形状关于通过所述流路的中心的线对称。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述突起部的与所述流路垂直的截面的形状包含锐角角度。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述突起部从所述注入口侧的端部直到所述喷出口侧的端部形成在同一线上。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述突起部的所述注入口侧的端部和所述喷出口侧的端部的位置关系错开90度。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述控制机构是改变所述腔的容积的压电元件。
13.根据权利要求1～11中任一项所述的液滴喷出头，其特征在于，所述控制机构是加热所述腔的加热器。
14.一种液滴喷出装置，其具备权利要求1～13中任一项所述的液滴喷出头。
15.一种功能膜形成装置，其具备权利要求1～13中任一项所述的液滴喷出头。
全文摘要
一种液滴喷出头，其在使用了粘性高的液滴的情况下也能够提高着落精度。液滴喷出头(10)的喷出部(100)具备具有喷出液体材料的液滴喷出口(103)的外侧喷嘴孔(101)；具有注入液体材料的液体注入口(104)的内侧喷嘴孔(102)；在内侧喷嘴孔(102)的表面形成的突起部(105)，突起部(105)的液滴喷出口(103)侧的截面积比液体注入口(104)侧的截面积大。
文档编号B41J2/135GK101028759SQ20071008
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月28日
发明者小泽欣也, 酒井真理 申请人:精工爱普生株式会社